燕山大学锻造工艺学讨论课报告.ppt

大型缸体锻件锻造工艺报告 指导老师： 金淼 小组成员： 谢青雄、王毅恒、陈铁桩、张圣逸 班 级： 10锻压一班 大型缸体锻件 材料20MnNiMo 锻件质量152t 锻比：镦粗不小于2.2，拔长不小于2.3 实际锻比为4.7（2.3+2.4）.锻件图如下： 主要内容 钢锭的选型 加热规范 锻造工艺 热处理工艺以及冷却规范 需要注意的工艺问题 感想 参考文献 一.钢锭的选型 （1）、冶炼方法：碱性电炉中进行，能有效去除钢液中的S、P等杂质，但氢含量高；重要锻件，钢水要经过精炼，微调化学成分和真空气体，还可以调整钢水温度。 （2）、锭型：圆钢锭 （3）、直径3.07米 高度2.85米 质量约279000㎏ 体积约34.23立方米 钢锭图如下： 钢锭图如下 各尺寸如下 通过计算得出上图的尺寸如下: 钢锭总质量260吨，冒口质量65.415吨，定身质量194.743吨，底部质量6.842吨。 径向尺寸： h1=1468mm, h2=250mm ,h3=409mm ,Hs=3514mm Ho=5721mn 轴向尺寸：Dt=3102mm,Db=2787mm,d1 =2760mm ,d2=2978mm d3=2324mm, d4=930mm ,d5=910mm db = 580mm 二.加热规范 1.钢的始锻.终锻温度的确定 20MnNiMo为合金结构钢，查课本中2—5可知，始锻温度定为1150度；终锻温度定为800度。 为了避免直接装入高温炉的坯料因加热速度过快而引起断裂，坯料应由炼钢车间送来的热钢锭直接加热，所以大型钢坯所以装炉炉温定为650℃。 2.加热过程的确定 为了防止大锻件温差过大所以选择五锻式加热方法，其加热图形如下 20MnNiMo钢锭的加热规范图 3.均热保温 （1）在850℃左右保温的目的是为了减少前段加热后钢材料断面上 的温差，减小温度应力，并可以缩短坯料在锻造温度下的保温时间。 （2）为了提高加热速度，减少加热时间，防止过热过烧等现象产生，常常采用提高温度头的方法。 4.加热速度 提高加热速度可以缩短加热时间从而提高生产率。但必须是在保证质量的前提下 三.锻造工艺 锻造过程：坯料——滚圆——镦粗——冲孔——扩孔——心轴拔长——锻件 各个过程对应的示意图如下: 四.热处理工艺以及冷却规范 热处理的目的有以下几点 1）.调整锻件硬度，以利于锻件进行切削加工。 2）.消除锻件应力，避免在机加工时出现变形。 3）.改善锻件内部组织，细化晶粒，为最终热处理做准备。 4）.对于不能进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求 大型锻件热处理除了考虑普通的各种缺陷外，还非常容易产生白点缺陷，因此大型锻件热处理除了消除应力，降低硬度外，必须预防白点产生。防止白点最常用的方法是在刚冷却至650至360度时利用氢气扩散速度快保温停留。为了使钢锻件有较好的力学性能和切削加工性能， 锻件热处理前的要求 1.1 对需热处理的锻件坯件的外表，进行检查有无损伤；对需进行粗钻孔其尺寸小于应加工的几何尺寸；对需加工的锻件，所有几何尺寸应大于接近机加工后的要求尺寸后再进入热处理状态。 1.2 锻件入炉前应仔细检查锻件的标识和组批号，不同批次，不同材质的锻件不能混淆，更不能同炉处理。 1.3 根据锻件的材质，确定热处理工艺按《金属材料处理工艺规程》执行，在保证机械性能的前提下，应采用相应的热处理方式。 查资料得知：一般钢中Cr、Ni、Mo等元素增加钢的白点敏感度。为了使钢锻件有较好的力学性能和切削加工性能，并防止白点产生，采用去氢退火的热处理方法。通过去氢退火将锻件中的氢降至钢的无白点或无氢脆极限氢含量以下，并使其分布均匀，以免初白点，氢脆的危害。对于绝大多数大型锻件来说，这是锻后热处理的首要任务，必须完成。去氢退火的关键工艺参数是: 去氢退火工艺参数如下 退火温度：通常取650+/-10℃。因此温度与钢的高温回火相近，故经常将退氢退火与高温回火合并进行。取650℃为此锻件的退火温度。 保温时间：根据实际工件的定氢结果，需要经由锻件的扩氢计算确定。 冷却速度：应足够缓慢，以防因在冷却过程中瞬间应力过大而出现白点，并尽量减少锻件中的残余应力。通常将冷却过程分为两个阶段：在400℃以上，因钢处于塑性较好，脆性较低的温度范围，冷速可稍快一些；在400℃一下，因钢已进入冷硬和脆性较大的温度范围，为了避免开裂和减少瞬时应力，应采取更为缓慢的冷却速度。 冷却工艺的选择： 大型锻件防止白点的锻后冷却和热处理工艺有：等温冷却、起伏等温冷却和起伏等温退火。 其中，等温冷却适用